材料吸收光子晶體對tm波能帶的影響研究畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-22 12:20本頁面
【正文】 峰幾乎不變。當k逐漸增大時，TM波在入射角θ為 0、1rad 、。當k逐漸增大時，禁帶頻率的寬度逐漸減小。無論k和入射角怎么變化，波峰位置都是在頻率g=1的位置。當k一定時，透射峰隨著入射角的增大而增大，禁帶反射率隨著入射角的增大而增大，頻率寬度隨入射角的增加而減小。TM波吸收能帶隨周期厚度和頻率變化的影響曲線（3D）取定=（氟化鎂）、=（硫化鋅），當θ=，反射率R隨周期厚度X在（），頻率g在（）區(qū)間的變化情況。現(xiàn)在分別取k=0、。RgX k= k=0 k= k=由圖上可知，當k=0時，反射率峰值對應反射率為1，且此時禁帶頻率的寬度最大。當k=，光子禁帶仍然較為明顯。當k=，盡管還能看到光子禁帶，但已經開始變得模糊。當k=，光子晶體的禁帶已基本消失。由以上分析可得出當k逐漸增大時，反射率逐漸降低，波峰越來越低，禁帶所對應的反射率也越來越低，到最后禁帶幾近消失。當k不變時，隨著周期厚度的增加，反射率逐漸減小，對應反射率峰值也越來越低，且禁帶頻率范圍也變得越來越窄。研究結論 通過改變入射角和吸收系數(shù)，利用Wolfarm Mathematica軟件繪出了一維光子晶體TM波的能帶隨吸收系數(shù)和周期厚度與頻率變化的三維立體圖，通過對三維立體圖的比對分析，得出了吸收系數(shù)對一維摻雜光子晶體的能帶的影響特征如下：1. 雜質的消光系數(shù)對TM波的透射峰有顯著的影響。吸收系數(shù)K=0，即無吸收狀態(tài)時，透射最為明顯,反射率為R=1，出現(xiàn)了一級禁帶，外形類似長方形，禁帶邊緣波形較為明顯且對稱。隨著吸收系數(shù)k值的增大，禁帶會越來越弱，禁帶反射逐漸降低，峰值變小，寬度也隨之變窄，最后起峰值幾乎消失。2. ，波峰對應反射率下降，禁帶變窄,頂部不在平整，往后禁帶逐漸消失。， 反射波寬度增大，半寬高逐漸降低。，透射峰隨著入射角的增大向高頻方向移動，并且當入射角變化時，其反射率的峰值都始終為1。，透射率隨周期厚度的增加而減小，反射峰值也是隨著周期厚度的逐漸增加而減小，禁帶逐漸消失。第四章、結束語本文通過引入負折射率，利用特征矩陣法推到出TM波在光子晶體中傳播的特征舉證，再利用Wolfarm Mathematica軟件對矩陣進行計算，繪出了一維光子晶體TM波的能帶隨吸收系數(shù)和周期厚度變化的三維立體圖，通過圖形分析材料吸收在吸收系數(shù)和周期厚度改變的情況下對一維光子晶體影響的規(guī)律并進行比較從而得出結論。再分析吸收系數(shù)和周期厚度同消光系數(shù)與反射率的變化關系，同時結合三維立體圖的全貌結構特征，得出了消光系數(shù)對其一維摻雜光子晶體的禁帶和缺陷模的影響規(guī)律，最后得出吸收系數(shù)對缺陷模以及禁帶有著明顯的影響，而吸收系數(shù)越小的材料，對光在光子晶體中的傳播影響也是最小的。所以，在利用一維光子晶體制備各種光學器件時，必須要考慮雜質吸光子這一重要的因素，選擇光子晶體材料也要盡量選擇吸收系數(shù)較小的，盡量避免雜質吸收光子帶來較大的影響。最后，感謝劉啟能教授細心的指導我完成關于吸收晶體對TM波能帶影響的研究，同時也感謝那些幫助我的同學。參考文獻劉啟能. 光子、聲子晶體的傳輸理論（第一版）.北京：科學出版社，2013楊旅云,[J].激光與光電子進展,2003,40(8):5256.[J].半導體光電，2007，28（6）：815818[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2006,23（4）：400403鄒麗娜，鄭永梅，施宏艷，[J].半導體光學，2006，27（3）：231235龔益玲，許震宇，[J].同濟大學學報，2004，32（7）：720723[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2006，23（3）：285288劉啟能. 吸收對光子晶體能帶結構的影響[J]. 激光與紅外，2007,37（6）:543545[J].激光與光電子學進展，2007，44（1）：6568.[J].激光雜志,2007,2(1):3738.[J].半導體光電,2006,27(6):729732[J].光子學報，2007，36（6）：10311034[J].人工晶體學報，2007,36(4):922925姚啟鈞. 光學教程（第四版）. 北京：高等教育出版社，2009第15頁（共13
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